计算机辅助设计任务

1、.2 设计部分2.1 设计任务书某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95预热至 128 ，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下：表 2.1设计条件数据物料流量组成（含乙醇量）进口温度出口温度操作压kg/hmol%MPa釜液1097793.31450.9原料液1026807951280.53试设计选择适宜的管壳式换热器。2.2 管壳式换热器的选用和设计计算步骤1 试算并初选设备规格2(1) 确定流体在换热器中的流动途径。(2) 根据传热任务计算热负荷 Q。(3) 确定流体在换热器两端的温度，选择列管式换热器的型式；计算定性温度，并确

2、定在定性温度下流体的性质。(4) 计算平均温度差，并根据温度校正系数不应小于0.8 的原则，决定壳程数。.(5) 依据总传热系数的经验值范围， 或按生产实际情况， 选定总传热系数 K 选值。(6) 由总传热速率方程 QKS tm，初步算出传热面积 S，并确定换热器的基本尺寸 (如 d、L、n 及管子在管板上的排列等 )，或按系列标准选择设备规格。2 计算管、壳程压强降根据初定的设备规格，计算管、壳程流体的流速和压强降。检查计算结果是否合理或满足工艺要求。若压强降不符合要求，要调整流速，再确定管程数或折流板间距，或选择另一规格的设备，重新计算压强降直至满足要求为止。3 核算总传热系数计算管、壳程

3、对流传热系数r1 和 r2，若 r110000普兰特数Pri=1000 CphUm/Cm;由程序算得： Pri=1.60.7式中 Cph釜液平均热容 kJ/kg ；Cm釜液平均导热系数W/(m )；.管长与管内径比：l/ d i =6000/0.02=3.0 10560r1=0.023 (Cm/di) Rei0.8Pri0.3;由程序算得： r1=3346.5 W/( m 2 )b 管外 (壳程 )传热膜系数 r2管外雷诺数Re0=4117310000普兰特数Pr0=Cpm um /c m由程序算得： Pr0=1.992式中 Cpm原料液平均热容kJ/kg；um原料液平均粘度Pas；cm原料液

4、平均导热系数W/(m )；r2=0.36 (cm /d e ) Re00.55Pr00.33由程序算得： r2=4201.8 W/( m 2 )c.污垢及管壁热阻管壁内外侧污垢热阻为Rd0=Rdi=2.6 10-4 m 2 /W钢管壁热导率C=40 W/(m )管壁热阻b0/C= 5.56 10-5 m 2/Wd.总传热系数 K01/K0=1/r2+ Rd0+ (b0/C)(d0/Dm) + Rdid0/d i+(1/r1)(d0/d i)由程序算得：K0=790W/( m 2 )式中Rd0管外污垢 m2/W ；.Rdi管内污垢 m2/W ；b0 管壁厚 m；Dm 管壁平均直径m ；传热面积及裕度传热面积 A0：A0=1000 Q/(K0 tm )由程序算得：A0=363.4 m 2单台换热器实际传热面积S=227 m 2所选换热器实际传热面积Ap=2 S=457 m 2换热器传热面裕度w：w=(Ap-A0)/A0由程序算得：w=24.9%由校核可知，各项性能符合要求，换热能力可满足生产需求，所选换热器可以采用。.4 换热器主要的的结构尺寸和计算结果由校核可知，换热器主要结构尺寸和计算结果如表4.1 所示：表 4.1名称壳体内径800mm公称直径800mm公称压力1.6MPa公称面积225m 2计算面积227m 2管程数2.管